Этапы развития генетики. Вклад отечественных учёных в развитие генетики

• Название: Этапы развития генетики. Вклад отечественных учёных в развитие генетики
• Дата: 21.11.2018
• Размер: 20.83 Kb.
• Имя файла: biologia7 (3).docx
• Тип: Документы; #57216

Этапы развития генетики. Вклад отечественных учёных в развитие генетики

В развитии генетики можно выделить 3 этапа: 

1. (с 1900 по 1925 г.) – этап классической генетики. В этот период были переоткрыты и подтверждены на многих видах растений и животных законы Г.Менделя, создана хромосомная теория наследственности (Т.Г.Морган). 

2. (с1926 по 1953) – этап широкого развёртывания работ по искусственному мутагенезу (Г.Меллер и др.). в это время было показано сложное строение и дробимость гена, заложены основы биохимической, популяционной и эволюционной генетики, доказано, что молекула ДНК является носителем наследственной информации (О.Эвери), были заложены основы ветеринарной генетики.

3. (начинается с 1953 г.) – этап современной генетики, для которого характерны исследования явлений наследственности на молекулярном уровне. Была открыта структура ДНК (Дж. Утсон), расшифрован генетический код (Ф.Крик), химическим путём синтезирован ген (Г. Корана). Большой вклад в развитие генетики внесли отечественные учёные. Научные генетические школы созданы Вавиловым и др. Получили искусственным путём мутации – Филиппов. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости. Карпеченко предложил метод преодоления бесплодия у некоторых гибридов. Четвериков – основатель учения о генетике популяций. Серебровский – показал сложное строение и дробимость гена.

Наследственность и изменчивость - фундаментальные свойства живого, их диалектическое единство. Общее понятие о генетическом материале и его свойствах: хранение, изменение, репарация, передача, реализация генетической информации.

Наследственность — свойство клеток или организмов в процессе самовоспроизведения передавать новому поколению способность к определенному типу обмена веществ и индивидуального развития, в ходе которого у них формируется общие признаки и свойства данного типа клеток и видов организмов, а также некоторые индивидуальные особенности родителей. Изменчивость — свойство живых систем приобретать изменения и существовать в различных вариантах. Несмотря на то, что по своим результатам наследственность и изменчивость разнонаправлены, в живой природе эти два фундаментальных свойства образуют неразрывное единство, чем достигается одновременно сохранение в процессе эволюции имеющихся биологически целесообразных качеств и возникновение новых, делающих возможным существование жизни в разнообразных условиях. Таким образом, частичный материал должен обладать способностью к самовоспроизведению, чтобы в процессе размножения передавать наследственную информацию, на основе которой будет осуществлено формирование нового поколения. Для обеспечения устойчивости характеристик в ряду поколений наследственный материал должен сохранять постоянно свою организацию. Также он должен обладать способностью приобретать изменения и воспроизводить их, обеспечивая возможность исторического развития живой материи в имеющихся условиях. Репарация — молекулярное восстановление. Механизм репарации основан на наличие в молекуле ДНК двух комплементарных цепей. Искажение последовательности нуклеотидов в одной из них обнаруживается специфическими ферментами. Затем соответствующий участок удаляется и замещается новым, синтезированным на второй комплементарной цепи ДНК. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления, их число равно гаплоидному набору хромосом. Диплоидный набор хромосом содержит 46 хромосом.

Основные понятия генетики

Наследственность— это неотъемлемое свойство всех живых существ сохранять и передавать в ряду поколений характерные для вида или популяции особенности строения, функционирования и развития.

Наследственность обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе передачи наследственных задатков, ответственных за формирование признаков и свойств организма.

Изменчивость— способность организмов в процессе онтогенеза приобретать новые признаки и терять старые.

Изменчивость выражается в том, что в любом поколении отдельные особи чем-то отличаются и друг от друга, и от своих родителей.

Ген– это участок молекулы ДНК, отвечающий за определенный признак.

Генотип— это совокупность всех генов организма, являющихся его наследственной основой.

Фенотип— совокупность всех признаков и свойств организма, которые выявляются в процессе индивидуального развития в данных условиях и являются результатом взаимодействия генотипа с комплексом факторов внутренней и внешней среды.

Аллельные гены- различные формы того же гена, занимающие одно и то же место (локус) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные состояния одного и того же признака.

Доминантность — форма взаимоотношений междуаллелямиодногогена, при которой один из них подавляет проявление другого.

Рецессивность– отсутствие (непроявление) у гетерозиготного организма одного из пары противоположных (альтернативных) признаков.

Гомозиготность– состояние диплоидного организма, при котором в гомологичных хромосомах находятся идентичные аллели генов.

Гетерозиготность– состояние диплоидного организма, при котором в гомологичных хромосомах находятся разные аллели генов.

Гемизиготность— состояние гена, при котором в гомологичной хромосоме полностью отсутствует его аллель.

Условия менделирования признаков. Менделирующие признаки у человека (аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные, примеры)

Закон единообразия гибридов первого поколения, или первый закон Менделя, утверждает, что потомство первого поколения от скрещивания «чистых линий», различающихся по одному признаку, будет проявлять признак одного из родителя.

Закон расщепления, или второй закон Менделя, гласит, что при скрещивании гибридов первого поколения (гетерозиготных особей) между собой в потомстве происходит расщепление признаков по фенотипу 3:1 (75% особей с доминантным и 25% с рецессивным признаком) и генотипу 1:2:1.

Закон независимого комбинирования (наследования) признаков, или третий закон Менделя, утверждает, что при дигибридном скрещивании во втором поколении появляются организмы с новыми сочетаниями признаков, отличных от родительских, т.е. выявляются особи с четырьмя фенотипами в соотношении 9:3:3:1 (два фенотипа имеют «родительские» сочетания признаков, а оставшиеся два — новые).

Цитологические основы дигибридного скрещивания:

• 
  3-тий закон Менделя справедлив только для тех случаев, когда анализированные гены находятся в разных парах гомологичных хромосом.
  
• 
  При образовании гамет  из каждой пары хромосом и находящихся в них аллельных генов в гамету попадает только один ген из пары, причём в результате случайного расхождения хромосом при мейозе ген А может попасть в одну гамету с геном В или с генами b, а; ген а может объединиться с геном В или с геном b.
  

Статистический характер законов Г. Менделя. Условие их выполнения.

Для того чтобы при скрещивании у животных и высших растений все фенотипические классы проявились в расщеплении, необходимо равновероятное образование разных сортов гамет и осуществление всех возможных их сочетаний при оплодотворении. Следовательно, важным условием реализации расщепления является размер, или объем, выборки, оцениваемой в опыте. Чем меньше количество особей в анализируемом потомстве, тем более вероятно случайное отклонение от нормального расщепления.

Условие выполнения законов Менделя при моногибридном скрещивании: аллельные гены должны взаимодействовать по принципу полного доминирования (при неполном доминировании у гетерозигот наблюдается промежуточное проявление признака, вследствие чего расщепление по фенотипу и генотипу совпадает 3:1).

Условия выполнения законов Менделя при дигибридном скрещивании:

- гены, отвечающие заразные признаки находятся в разных (негомологичных) хромосомах;

- не должно быть взаимодействия неаллельных генов.

ПРИЗНАКИ

Условия менделирования признаков

Для совпадения теоретически ожидаемого соотношения определенных фенотипов с реально наблюдаемыми, необходимо соблюдение следующих условий:

1. Гомозиготность исходных форм;

2. Альтернативное проявление признаков в каждой паре;

3. Равная вероятность образования у гибрида гамет с разными аллелями;

4. Одинаковая жизнеспособность разных гамет;

5. Случайный характер сочетания гамет при оплодотворении;

6. Одинаковая жизнеспособность зигот с разными комбинациями генов;

7. Достаточная для получения достоверных результатов численность особей во втором поколении;

8. Независимость проявления признаков от внешних условий.

На практике эти условия, как правило, соблюдаются у большинства организмов, включая человека.

Менделирующие признаки человека

Законы Менделя справедливы для моногенных признаков, которые также называют менделирующими. Чаще всего их проявления носят качественный альтернативный характер: карий и голубой цвет глаз, нормальная свертываемость крови или гемофилия.

В формировании других признаков, таких как рост, вес, характер телосложения или тип поведения, могут участвовать десятки или даже сотни генов. Степень выраженности подобных признаков у отдельных особей часто может быть измерена количественно, и потому такие признаки называют количественными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение отметим, что законы Менделя описывают основные принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам. Немаловажным фактом является и универсальность обнаруженных закономерностей: они справедливы для тысяч растительных и животных объектов, а также для человека.

Из наблюдений Г. Менделя следует (в современной терминологии), что:

1. Каждый признак данного организма контролируется парой аллелей.

2. Если организм содержит два различных аллеля по данному признаку, то один из них (доминантный) может проявляться, полностью подавляя проявление другого признака (рецессивного) - закон единообразия гибридов первого поколения.

3. При мейозе каждая пара аллелей разделяется (расщепляется) и каждая гамета получает по одному от каждой пары аллелей (закон расщепления).

4. При образовании мужских и женских гамет в каждую их них может попасть любой аллель из другой пары (закон независимого распределения).

5. Каждый аллель передается из поколения в поколение как дискретная неизменяющаяся единица.

6. Каждый организм наследует по одному аллелю (для каждого признака) от каждой из родительских особей.

Признаки, наследование которых происходит по закономерностям, установленным Г. Менделем, называются менделирующими. Менделирующие признаки определяются одним геном моногенно. Менделеевские законы справедливы для аутосомных генов с полной пенетрантностью (100 % фенотипическое проявление наличия данного аллеля в пределах популяции) и постоянной экспрессивностью (степенью выраженности признака).

Выделяют следующие типы наследования менделирующих признаков:

1. Аутосомно-доминантный. Для этого типа характерны следующие особенности:

1) проявление признака в каждом поколении;

2) проявление признака вне зависимости от пола.

2. Аутосомно-рецессивный

1) отсутствие признака у гибридов первого поколения;

2) проявление признака вне зависимости от пола в F2.

В соответствии с законами Менделя наследуются самые разные признаки - в том числе и такие, которые имеют важное значение для сельского хозяйства и медицины.